GZDW220110系列使用说明书.doc

一 概述奥特迅GZDW系列直流电源柜，适用于大中小型发电厂、变电站，作为高压断路器直流操作机构的分、合闸、继电保护、自动装置、信号装置等使用的操作电源及事故照明和控制用直流电源。各项性能指标达到并超过DL/T459-2000标准。二 型号命名三 正常使用条件户内使用，设备运行的周围空气温度不低于-10，不高于+40，在设备停用期间，周围空气温度不低于-25，不高于+55；日平均相对湿度不超过95%，月平均相对湿度不大于90%；运行地点无导电或爆炸尘埃，无腐蚀金属盒破坏绝缘的气体或蒸汽；交流输入电压波形为正弦波，电压波动范围不超过额定值的20%；交流输入频率波动范围不超过额定值得50HZ10%四 主要技术指标输入特性序号项目指标备注1交流输入电压AC380V20%三相四线2交流输入频率50HZ10%3综合效率94%输出特性序号项目指标备注1输出电压可调范围180-320V连续可调（220V系列）90-160连续可调（110V系列）2额定输出电流5-300A（220V系列）10-500A（110V系列）3输出限流105%额定输出电流4稳压精度0.5%5稳流精度0.5%6纹波系数0.05%保护与警报序号项目指标备注1输入过压保护4565VAC关机报警电网正常自动恢复2输入欠压保护2805VAC3输出过压保护由监控系统任意设定4输出欠压报警由监控系统任意设定监控特性序号项目指标备注1遥信各个充电模块状态，馈线回路状态，熔断器状态，电池组工作状态，母线对地绝缘状态，交流电源状态遥信量的增减与系统的具体配置有关2遥测充电模块输出电压、电流，母线电压、电流，电池组的电压、电流，母线对地绝缘电阻可增设交流输入电压、电流3遥控充电模块的均/浮充转换，充电模块开、关机当充电模块失去与上级联系时，具备手动控制均/浮充转换开关或开/关机功能4遥调充电模块的输出电压和限流档位充电模块同事具备手动调节输出电压和限流值功能其他特性序号项目指标备注1可靠性指标MTBF100000小时2噪音45dB3绝缘电阻1000M4绝缘强度2000VAC/50HZ输入对地，输出对地，输入对输出5冷却方式风冷6防雷保护40KA7外形尺寸800mm600mm2360mm800mm600mm2260mm五 系统工作原理电力操作电源系统主要由交流配电单元、充电模块、直流馈电、集中监控单元、绝缘监测单元、降压单元和蓄电池组等部分组成。图1为电力操作电源系统原理框图。两路交流输入经交流配电单元选择其中一路交流输入提供给充电模块；充电模块输出稳定的直流，一方面对蓄电池组补充充电和提供合闸输出，另外通过降压单元提供控制输出，为负载提供正常的工作电流；绝缘监测单元可在可在线监测直流母线和各支路的对地绝缘状况；集中监控单元可实现对交流配电单元、充电模块、直流馈电、绝缘监测单元、直流母线和蓄电池组等运行参数的采集与各单元的控制和管理，并可通过远程接口接受后台操作员的监控。六 各单元工作原理交流配电单元图二为双路交流自投电路，适用于一组充电机由两路交流电源供电的系统；图三为单路交流输入电路，适用于每组充电机由一组独立的交流电源供电的系统。交流配电单元各部分电路原理如下图：双路交流自投电路双路交流自投回路由交流配电单元，两个交流接触器（1CJ、2CJ）组成。交流配电单元为双路交流自投的检测及控制元件，接触器为执行元件。交流配电单元上设有转换开关QK、两路电源的指示灯和交流故障告警信号输出的空接点。转换开关QK有4个档位，旋转手柄旋至不同档位可实现如下功能：“退出”位：两个交流接触器均断开，关断两路交流输入。“1#交流”或“2#交流”位：手动选择1#或2#交流投入作为充电机的输入电源。“互投”位：双路交流的自动互投位，当任一路交流故障时，均可自动将另一路交流投入，以保证充电机交流电源的可靠性。单机交流检测回路单机交流检测回路由交流状态检测单元实现。正常运行时，三相交流电处于相对平衡的状态，三相交流电中心点与零线之间无电势差，内部继电器J1不动作，交流故障检测单元内的告警继电器J3的线圈通过J1的常闭接点接于零线与火线间，同事LED发光管点亮，只是交流电源正常。当交流任一相发生缺相或三相严重不平衡时，三相交流电中心点与零线之间产生电势差，内部继电器J1得电动作，其常闭接点断开，使得内部继电器J3线圈失电，J3常闭接点闭合，发出故障告警信号，同时LED熄灭，指示交流电源故障。防雷保护电路 雷击分为直击雷和感应雷两种，线路直接遭受雷击时，电缆中流过很大电流，同时引起数千伏的过电压直接加到线路装置和电源设备上，持续时间达若干微秒，直接危害用电设备。感应雷通过雷云之间或雷云对地的放电，在附近的电缆或用电设备上产生感应过电压，危害用电设备的安全。因此必须要在交流配电单元入口加装防雷器。 目前我司直流电源柜设有C级及D级防雷，C级防雷设在交流配电单元入口，选用的防雷器为世界名牌防雷产品，通流量为40kA，动作时间小于25ns，D级防雷设在充电模块内，通流量为10kA，动作时间小于25ns，可以有效的将雷电引入大地，将雷电的危害降至最小。当防雷器故障是，C级防雷器的工作状态窗口由绿变红，提醒更换防雷模块，防雷模块插拔方便，易于更换。雷击浪涌吸收器 雷击浪涌吸收器具有防雷和抑制电网瞬间过压双重功能，最大通流量40kA，动作时间小于25ns。由图4可见，相线与相线之间，相线与零线之间的瞬间干扰脉冲均可被压敏电阻和气体放电管吸收。因此，其功能由于单纯的防雷器。充电模块充电模块采用（N+1）冗余方式供电，即在用N个模块满足电池组的充电电流（0.1C10）加上经常性负荷电流的基础上，增加一个备用模块。例如：200AH电池组，经常性负荷（Ij）为10A的直流系统，可算出充电机的最大输出电流为：最大输出电流=0.1C10+Ij=0.120010=30A如采用容量为10A的充电模块，取N=3，N+1=4备用模块采用热备份方式，直接参与正常工作。降压装置系统正常工作室，充电机对蓄电池的均/浮充电压满足控制母线允许的波动电压范围，采用多级硅调压装置串接在充电机输出（或蓄电池）与控制母线之间，使调压装置的输出电压满足控制母线的要求。图5为降压装置原理图，由降压硅链、控制器、执行继电器及转换开关组成。降压硅链由多只大功率硅整流二极管串接而成，利用PN结基本恒定的正向压降，通过改变串入电路的PN结数量来获得适当的压降。转换开关有多个档位，正常运行时将转换开关置于“自动”档位，装置处于自动调压状态，这时调压装置实时监测控制母线电压，并与设定值进行比较，根据比较结果，控制硅链的投入级数，从而保证控制母线电压波动范围；当手动操作转换开关至“0”位时，所有硅链全部投入，降压值最大；当手动操作转换开关至“1”位时，转换开关“3-4”接点闭合，从而使执行继电器J1线圈带电，驱动其常开接点J1闭合，1机硅链被短接，以此类推，当转换开关分别转至“2”、“3”、“4”、“5”时，2级、3级、4级、5级硅链被短接，从而达到根据需要手动调节控制母线电压的目的。硅链中大功率硅二极管由专用的自冷式散热片夹持固定，确保散热效果，适用于大电流下连续可靠工作。整个装置采用独立模块化设计，便于安装和维护，整个单元一般安装在屏内顶部，便于散热。直流馈电单元直流馈电单元是将直流电源通过负荷开关送至各用电设备的配电单元馈线馈路部分。分局负荷的功能不同馈线回路可分为：控制贿赂和合闸回路，各回路所用负荷开关均选用专用直流断路器，分段能力均在6kA以上，保证在直流负荷侧故障时相应之路可靠分段，其容量与本系统上、下级开关相匹配，以保证开关动作的选择性。绝缘监测单元绝缘监测单元用于监测直流系统电压及其绝缘情况，在直流电压过、欠压或直流系统绝缘强度降低等异常情况下发出声光告警，并将对应告警信息发至集中监控器，根据用户的不同需要，绝缘检测仪可配置普通型或带支路巡检型，一般安装在馈线柜上，带支路巡查的监测仪配有传感器，分别装在每回归线开关的后下部，各馈线开关的引出线穿过传感器的中心孔。内置绝缘监测仪检测直流母线电压、正负母线对地电压、正负母线对地电阻。当电压过高、过低或绝缘电阻过低时发出相应的告警新号，告警定值可通过键盘设置。带支路巡检的绝缘监测仪监测正负直流母线的对地电压和绝缘电阻，当正、负直流母线的度低绝缘电阻低于设定的报警值时，自动启动支路巡检功能。支路巡检采用直流有缘CT，不需向母线注入新号。每个CT内含CPU，被检新号直接在CT内部转换为数字新号，由CPU通过串行口上传至绝缘监测仪主机。支路监测精度高和抗干扰能力强。采用智能型CT，所有支路的漏电流检测同时进行，支路巡检速度高。监测单元交流配电监测（1）电源系统的见刘输入设有见刘配电单元，当出现交流十点、缺项故障时，通过无缘节点将告警信号送监控器，监控器发出交流电源故障告警信号。（2）当系统配有智能交流电压、电流表时，这些表计能直接显示交流了输入电压、电流，并通过串行总线将测量到的数据送监控器，监控器可显示这些数据，并判断交流输入是否过压、欠压、失电、缺相或三相不平衡，故障时发出交流电源故障告警信号。直流配电监测（1）正常情况下电源系统没有母线电压、电流表或变送器及蓄电池电压、电流表，这些表计能直接显示母线及蓄电池电压、电流，并通过串行总线将测量到的数据送监控器，监控器可显示这些数据，判断母线及蓄电池是否过压、欠压，故障时发出告警新号。（2）重要回路（蓄电池、充电机）的熔断器设有熔断器故障附件，故障信号直接送监控器，故障时发出熔断器告警信号。（3）当馈线回路设有馈线脱扣故障告警触点时，各脱扣故障告警信号并连后送监控器，故障时发出馈线脱扣故障告警信号。（4）当电源系统配有馈线状态监测模块时，馈线状态监测模块通过串行总线将测量到的馈线开关分合状态送监控器。（5）充电机、蓄电池的输出开关及母联开关、放电开关的状态可由其辅助接点送给监控器、在历史记录中显示和送给后台。（6）电压监测器，重要回路可选配独立的电压监测器，当电压异常时，可通过空几点发出报警信号。绝缘监测（1）当电源系统选用监控器内置接地仪时，可同时监测到母线的对地绝缘电阻，并显示接地电阻值，当监测到的接地电阻值小于设定值试，发出接地故障告警信号。（2）当电源系统选用带支路检测的接地仪时，可监测一段母线的对地绝缘电阻、并显示接地电流，当接地电流大于设定值时，发出告警信号。充电模块监控充电模块通过串行总线接受监控器的监控，实时向监控器传送工作状态和工作数据，并接受监控器的控制。监控的功能有：（1）遥控充电模块的开/关机及均/浮充（2）遥测充电模块的输出电压和电流（3）遥信充电模块的运行状态（4）遥调充电模块的输出电压。电池管理电池的管理功能主要有如下内容：（1）可显示蓄电池电压和充放电电流，当出现过、欠压时进行告警。（2）设有温度变送器测量蓄电池环境温度，变动期通过串行总线将测量到的蓄电池环境温度送监控器，当温度偏离25时，由监控器发出调压命令到充电模块，调节充电模块的输出电压，实现浮充电压温度补偿。不同品牌的蓄电池其温度补偿系数要求不同，可通过监测器键盘设置温度补偿系数，豹牌单节2V电池的温度补偿系数为0.005V/C，对于108只的电池组，其温度补偿系数为0.54 V/C，即当温度上升1时，充电机输出电压降低至0.54V，当温度下降1时，充电机输出电压上升0.54V。（3）手动定时均充，可通过检测其键盘预先设置均充电压、均充时间，然后启动手动定时均充，监测器运行以下均充程序：以整定的充电电流进行稳流充电，当电压逐渐上升到均充电压整定值时，自动转为稳压充电，定时时间到转为浮充运行。充电曲线见图6。（4）自动均充，当下述的条件之一成立时，系统自动启动均充： 系统连续浮充运行超过设定的时间（可通过监控器键盘设置，出厂设置为3个月）交流电源故障，蓄电池放电超过十分钟； 自动均充充电程序：以整定的充电电流进行稳流充电，当电压逐渐上升到均充电压整定值时，自动转为稳压充电，当充电电流小于0.01CmA后延时1小时（或设定值），转为浮充运行，充电曲线见图7通信设有RTU接口，监控器可通过RTU接口与综合自动化系统连接，或通过MODEM口与电话网连接，设有多种通信规约（奥特迅规约、部颁规约、用户指定规约等）。监控器同意汇总系统及各功能单元的实时数据，故障告警信号和设置参数，并完成与上位计算机的通信，实现直流系统的“四遥”功能。历史记录能将西欧汤尼盖运行过程中一些重要的状态、数据和时间等信息存储起来，以备后查，装置掉电后信息部丢失，最大存储量为500条，用户可再计算机后台随时浏览。在集中监测器上课汉字显示最新的128/28条。事故照明切换单元当交流停电时，需要由直流系统提供电源给检修照明和系统恢复用，师傅照明切换单元就是实现这样功能的单元。其原理图详见图8，当交流正常时由交流供电，交流停电后自动切换到直流供电。图中YA为试验按钮，交流正常时，YA接通，中间继电器YJ线圈带电，其常闭接点断开，直流接触器线圈不带电，其常闭接点闭合，绿灯点亮；按下YA，中间继电器YJ线圈失电，其常闭接点闭合，直流接触器线圈带电，其常开接点闭合，红灯点亮，表示发生故障交流失电。七 安装调试安装要求设备应安装在通风干燥的室内，并要求与酸、碱等性质的有害气体隔离，以免腐蚀电气元件；设备前后有门，应与墙或其他设备保持一定距离（大于800mm），以便检修与通风；交流输入电源为三相四线制，无相序要求，交流输入电缆应按图纸要求选择，线径不应小于10mm，长度根据现场需要确定，请用户预先敷设好交流电缆；出厂之前屏柜已进行内部的安装接线，现场安装仅进行交流电源的引入、蓄电池导线的链接以及柜体之间导线的连接；确认直流输出极性与蓄电池极性接线正确，交流输入电源接线正确。调试步骤屏间电缆按图纸连接；将所有蓄电池分装在几个电池柜的各层，串联接线，整组电池的正负极分别接蓄电池进线熔断器，注意正、负极性对应；直流馈线回来根据图纸及不同负载，将电缆接入馈线开关或端子排上；将充电模块插入充电柜，用连接片将模块的接地端与柜体相连，然后从机柜后面将航空插头插入相应模块的交流输入和直流输出端口，并将集中监控器和模块的RS232接口相连；毎面柜柜底装有接地铜排，屏间接地铜排采用螺栓搭接方式连接。要确保屏柜可靠接地；用500V兆欧表确认交流进线、直流输出与机柜接地线之间的绝缘电阻均应大于10M；与远端的电厂、变电站微机监控系统以串行口或MODEM方式连接。开机运行接入三相交流电源，确认三相交流电源电压为320-456VAC；合上交流电源进线开关，交流电源指示红灯点亮；合上电源模块面板上的空气开关和启动按钮，约5秒钟，电源模块面板上的工作指示红灯点亮，电源模块工作，这时电源模块有输出，电源模块的显示器显示充电机输出电压及电流；合上直流输出开关，屏上的电压表及电流表能正确显示各部位的电压及电流，集中监控器开始工作并显示数据；合上蓄电池开关及相应的馈线开关，系统正常运行。八 出厂参数和操作使用直流110V系统名称阀控式铅酸蓄电池有降压回路（采用54只电池）阀控式铅酸蓄电池无降压回路（采用51只电池）交流过压456VAC456VAC交流欠压280VAC280VAC浮充电压122VDC115VDC均充电压127VDC120VDC充电机限流值额定输出电流的105%额定输出电流的105%控制母线欠压99VDC99VDC控制母线过压121VDC121VDC合闸母线欠压99VDC99VDC合闸母线过压132VDC132VDC母线绝缘降低7K7K直流220V系统名称阀控式铅酸蓄电池有降压回路（采用108只电池）阀控式铅酸蓄电池无降压回路（采用102只电池）交流过压456VAC456VAC交流欠压280VAC280VAC浮充电压245VDC245VDC均充电压255VDC241VDC充电机限流值额定输出电流的105%额定输出电流的105%控制母线欠压198VDC198VDC控制母线过压242VDC242VDC合闸母线欠压198VDC198VDC合闸母线过压262VDC262VDC母线绝缘降低25K25K注：上述参数可根据用户要求整定。操作使用使用前，必须认真阅读本使用说明书及所附电气原理图，认真阅读电源模块使用说明书及集中监控器使用说明书，掌握操作步骤，明确注意事项。初充电状态是蓄电池初次充电或放置半年以上时对蓄电池组进行充电的一种状态，只适用于开口式铅酸蓄电池。初充电应在蓄电池接入直流电源柜前，或通过开关切换使蓄电池和充电机组从直流母线上脱离下来后才能进行，以避免过高电压损坏直流系统的终端设备。初充电时，首先应根据蓄电池生产厂提供的电池初初充电压值，调整充电模块的输出电压，然后按蓄电池的使用说明对其进行初充电。充电完毕，关掉充电模块，退出电池，按系统运行要求将充电机和蓄电池接入直流系统。浮充电状态正常运行时，直流系统工作在浮充电状态，主要是提供经常性负荷工作电源及补偿蓄电池放电损失的电能。定时均衡充电状态在充电机不脱离负载的情况下，可手动操作系统实现稳流、稳压定时均充。系统启动均充并运行一下充电程序：启动定时器开始计时并以整定的充电电流进行稳流充电，当电压逐渐上升到均充电压整定值时，自动转为稳压充电，定时时间到转回浮充运行，定时均衡充电结束。稳压值及均充定时时间由监控器预先设定。浮充电压自动温度补偿本系统在浮充电工作方式运行时，集中监控器可根据检测到的环境温度来调节充电机的输出电压，以达到对蓄电池浮充电电压温度补偿的要求，浮充电压温度补偿系数由监控器设定